探空數(shù)據(jù)質(zhì)量控制輔助軟件工具開(kāi)發(fā)研究

韋麗英 謝非 黃梅艷 楊拔濤

百色市氣象局 廣西 百色 533000

前言

1 輔助軟件工具開(kāi)發(fā)的現(xiàn)實(shí)需求

高空觀測(cè)向全面自動(dòng)化觀測(cè)進(jìn)展過(guò)程中，無(wú)論是儀器還是軟件，都存在著不同程度的問(wèn)題和缺陷，導(dǎo)致業(yè)務(wù)過(guò)程中數(shù)據(jù)處理與分析、質(zhì)量統(tǒng)計(jì)、文件挑選等需要很大的人工干預(yù)。新版高空軟件6.0.0.20200101運(yùn)行已有9個(gè)月時(shí)間，軟件功能缺陷主要有：據(jù)2020年新版放球軟件升級(jí)使用說(shuō)明，瞬間觀測(cè)記錄的錄入依賴(lài)地面站業(yè)務(wù)計(jì)算機(jī)的局域網(wǎng)共享讀取，但天氣現(xiàn)象欄仍需要人工手動(dòng)進(jìn)行判斷挑取，功能上不夠完善；探空儀組裝之后拿到室外放球點(diǎn)，溫度、氣壓、濕度數(shù)據(jù)容易發(fā)生跳變；新儀器的采樣周期以秒為單位，但目前高空探測(cè)的自動(dòng)化程度相對(duì)較低，需要進(jìn)行大量人工干預(yù)處理，業(yè)務(wù)員無(wú)法完成逐秒對(duì)探測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查；當(dāng)探測(cè)終止原因不是常規(guī)“球炸”時(shí)，程序無(wú)法按特殊情況統(tǒng)計(jì)業(yè)務(wù)質(zhì)量；大量?jī)x器參數(shù)需要人工拷貝到計(jì)算機(jī)；月報(bào)表文件打包需要人工挑選；無(wú)發(fā)報(bào)提醒功能；無(wú)雷達(dá)對(duì)比觀測(cè)數(shù)據(jù)分析功能。以上功能的不完善，導(dǎo)致業(yè)務(wù)人員工作量大，高空觀測(cè)數(shù)據(jù)的內(nèi)在質(zhì)量也受到一定的影響。為了保證高空氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、代表性、比較性，為天氣預(yù)報(bào)的分析預(yù)測(cè)提供科學(xué)可靠的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)；切合實(shí)際工作，提高業(yè)務(wù)自動(dòng)化程度，旨在高效、準(zhǔn)確、簡(jiǎn)便，減少人力和出錯(cuò)概率，也為將來(lái)北斗探空儀的使用、高空觀測(cè)業(yè)務(wù)全面自動(dòng)化提供良好的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)和技術(shù)支撐[2]。

2 輔助軟件工具解決的問(wèn)題及技術(shù)關(guān)鍵

2.1 技術(shù)路線

（1）收集2020年1月至2020年9月百色探空站資料，篩選符合研究?jī)?nèi)容的樣本、個(gè)例，統(tǒng)計(jì)和計(jì)算相關(guān)數(shù)據(jù)，形成數(shù)據(jù)集。

（2）根據(jù)樣本、個(gè)例發(fā)生的重要性、影響大小及出現(xiàn)頻率等，對(duì)資料進(jìn)行分類(lèi)處理，形成不同的類(lèi)表。

（3）針對(duì)高空新業(yè)務(wù)軟件6.0.0.20200101版本設(shè)計(jì)上存在的缺陷和實(shí)際業(yè)務(wù)需求，確定輔助程序框架，進(jìn)行程序UI設(shè)計(jì)、功能設(shè)計(jì)、算法設(shè)計(jì)。

（4）程序調(diào)試、修改、試用，將程序在廣西區(qū)各高空站進(jìn)行推廣使用，同時(shí)針對(duì)臺(tái)站反饋的意見(jiàn)進(jìn)行收集，對(duì)程序進(jìn)一步改進(jìn)和完善。

（5）將探空數(shù)據(jù)質(zhì)量控制輔助軟件工具運(yùn)用到現(xiàn)行業(yè)務(wù)中，補(bǔ)充完善新版軟件功能,提高業(yè)務(wù)自動(dòng)化程度，減輕業(yè)務(wù)員勞動(dòng)強(qiáng)度、提高資料的“三性”，為天氣預(yù)報(bào)的分析預(yù)測(cè)提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)[3]。

2.2 輔助軟件主要功能

探空數(shù)據(jù)質(zhì)量控制輔助軟件工具主要功能如下。

該研究比較四項(xiàng)指標(biāo)單項(xiàng)檢測(cè)和聯(lián)合檢測(cè)的陽(yáng)性率，血清Cys-C、HCY、HbA1c和尿mALB單項(xiàng)檢測(cè)的陽(yáng)性率分別為70.5%、65.6%、72.1%和60.7%，四項(xiàng)聯(lián)合檢測(cè)的陽(yáng)性率明顯高于單項(xiàng)檢測(cè)（P<0.05），聯(lián)合檢測(cè)有助于提高早期診斷的檢出率。以ACR作為DN的診斷參考項(xiàng)目，血清Cys-C、HCY、HbA1c和UmALB的表達(dá)水平與ACR呈正關(guān)。

（1）視程類(lèi)天氣現(xiàn)象判別：針對(duì)瞬間觀測(cè)記錄天氣現(xiàn)象不能自動(dòng)讀取錄入的現(xiàn)象。通過(guò)地面業(yè)務(wù)機(jī)共享，配置好地面站AWS文件夾路徑后“路徑確定”，每點(diǎn)擊“更新天象”讀取一次最新分鐘的視程障礙類(lèi)、自動(dòng)降水類(lèi)天氣現(xiàn)象（分別取自ISOS天象綜合判斷每日逐分鐘數(shù)據(jù)表、ISOS天象要素每日逐分鐘訂正數(shù)據(jù)表）。有現(xiàn)象時(shí)標(biāo)黃底紅字處理，避免人工錯(cuò)漏判斷。

（2）放球前變性檢查功能：探空儀完成基測(cè)和封裝，懸掛至室外并穩(wěn)定后，使用此功能可對(duì)比探空儀返回的探測(cè)數(shù)據(jù)與地面站數(shù)據(jù)的誤差。

（3）提供三種數(shù)據(jù)分析方式：“探空”鉤選、“測(cè)風(fēng)”鉤選 ，適用于L波段雷達(dá)的綜合探空 ；“探空”不鉤選、“測(cè)風(fēng)”鉤選 ，適用于夜間02時(shí)的單測(cè)風(fēng) ；“探空”鉤選、“測(cè)風(fēng)”不鉤選 ，適用于應(yīng)急接收機(jī)，避免分析該情況下球坐標(biāo)數(shù)據(jù)導(dǎo)致給出大量的疑誤信息。

（4）異常終止原因選擇：異常終止探空情況發(fā)生時(shí)，可點(diǎn)擊“異常終止原因說(shuō)明”彈出流程圖（思維導(dǎo)圖），提供參考幫助選擇探空、測(cè)風(fēng)的停止觀測(cè)原因[4]。

（5）導(dǎo)出文件和分析處理數(shù)據(jù)：對(duì)S文件進(jìn)行導(dǎo)出和分析，本軟件采用“四舍六入五成雙”方式對(duì)小數(shù)位進(jìn)行舍入。通過(guò)查看存出的TXT文本文件發(fā)現(xiàn)，百分位為5時(shí)有時(shí)進(jìn)位、有時(shí)退位。球炸確定結(jié)合球坐標(biāo)數(shù)據(jù)、溫度等綜合判定。

（6）刪除當(dāng)前屏幕逆壓：截屏分析放球軟件的當(dāng)前界面，因出現(xiàn)氣壓倒灌而導(dǎo)致氣壓線異常回拐的點(diǎn)進(jìn)行模擬雙擊鼠標(biāo)進(jìn)行刪除。

（7）光盤(pán)參數(shù)文件拷貝：將參數(shù)文件光盤(pán)放入光驅(qū)后，點(diǎn)擊該按鈕可以實(shí)現(xiàn)將光盤(pán)里的所有文件復(fù)制到“D:lradarpara”里。 遇到同名的文件時(shí)，拷貝以覆蓋式拷貝，而“非跳過(guò)該文件”的方式。若讀取失敗會(huì)彈出“未檢測(cè)到光盤(pán)”的提示，按提示操作或重試。

（8）高度統(tǒng)計(jì)功能：根據(jù)值班日志文件分析某月的探空質(zhì)量，根據(jù)球炸原因自動(dòng)對(duì)每份探空記錄的高度統(tǒng)計(jì)到人、統(tǒng)計(jì)到臺(tái)站、統(tǒng)計(jì)到全站平均。 使用前需要對(duì)“臺(tái)站月值班日志”進(jìn)行存出文本。

（9）月文件打包功能：通過(guò)“年”、“月”來(lái)對(duì)該月份的月文件進(jìn)行打包，打包完成后會(huì)自動(dòng)打開(kāi)文件夾[5]。

3 輔助軟件工具推廣應(yīng)用水平

3.1 應(yīng)用水平指標(biāo)

探空數(shù)據(jù)質(zhì)量控制輔助工具軟件包括：

（1）通過(guò)視程類(lèi)天氣現(xiàn)象判別功能，實(shí)現(xiàn)瞬間觀測(cè)記錄天氣現(xiàn)象的顯示；

（2）通過(guò)放球前變性檢查功能，當(dāng)誤差超過(guò)設(shè)置閾值后會(huì)發(fā)出語(yǔ)音提示，提醒當(dāng)班員注意檢查；

（3）通過(guò)導(dǎo)出文件和分析處理數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)包含球炸點(diǎn)位置確定、異常數(shù)據(jù)的提醒及備注提示等；

（4）通過(guò)異常終止原因選擇，實(shí)現(xiàn)非正常球炸時(shí)探空、測(cè)風(fēng)高度的對(duì)應(yīng)統(tǒng)計(jì)；

（5）實(shí)現(xiàn)光盤(pán)參數(shù)文件的自動(dòng)拷貝；

（6）實(shí)現(xiàn)月報(bào)表文件的自動(dòng)打包；

（7）有發(fā)報(bào)時(shí)間的音樂(lè)提醒；

（8）能對(duì)雷達(dá)對(duì)比觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，判斷對(duì)比結(jié)果。

3.2 應(yīng)用效果指標(biāo)

探空數(shù)據(jù)質(zhì)量控制輔助軟件工具在廣西6個(gè)高空站推廣使用，對(duì)提高高空觀測(cè)數(shù)據(jù)內(nèi)在質(zhì)量，推進(jìn)高空業(yè)務(wù)自動(dòng)化進(jìn)程起到一定的助力作用；軟件工具在后續(xù)的使用中，根據(jù)臺(tái)站的反饋情況，可增加或完善其功能，當(dāng)條件成熟，可推廣到外省高空臺(tái)站使用[6]。

4 結(jié)束語(yǔ)

目前探空數(shù)據(jù)質(zhì)量控制輔助軟件工具正在百色高空站調(diào)試、修改、試用，后續(xù)工作將是在廣西區(qū)各高空站進(jìn)行推廣使用，同時(shí)會(huì)對(duì)臺(tái)站反饋的意見(jiàn)進(jìn)行收集和整理，對(duì)程序進(jìn)一步改進(jìn)和完善，以達(dá)到開(kāi)發(fā)軟件工具的目的。